Ameliorate the cadmium toxicity in Solanum tuberosum L. plants with selenium and silicon application

The present study aimed to prove the efficiency of Se or Si as relievers of the Cd toxicity in potato plants. Solanum tuberosum plants, Asterix genotype, from in vitro propagation were placed in pots with sand and irrigated with complete nutrient solution for 60 days under six treatments: T1: Control (nutrient solution); T2: 2.5 µM Se; T3: 2.5 mM Si; T4: 50 µM Cd; T5: 50 µM Cd + 2.5 µM Se; T6: 50µM Cd + 2.5 mM Si. The treatments were arranged in completely randomized design, with four replicates for each treatment and six plants per replicate. The plants were collected at 30 and 60 days after application of the treatments. Cadmium was highly toxic in all parameters (dry and fresh weight, plant height, leaf number, leaf area, root and photosynthetic parameters), in both assessments. However, Se and Si were effective in mitigating Cd toxicity in all parameters, although Si has been shown to be more efficient than Se in dry weight and plant height parameters. Thus, from data obtained in this study, it is clear that the beneficial elements tested have power to ameliorate Cd toxicity

Produção e qualidade de frutos de minimelancia com diferentes números de hastes, em sistema de cultivo em calhas e reutilização de substrato

Substrate-filled pots are growing systems commonly used for vegetable farming. However, few are the studies available relating them to mini-watermelon cultivation. Our study presents a growing system using substrate-filled troughs and leachate recirculation as a low-cost and less environmentally harmful soilless cultivation system for mini-watermelons. For a growing system to be viable and provide high fruit yield and quality, several aspects must be studied, including substrate physical properties and reuse potential in successive crops, besides plant management-related aspects. Therefore, our goal was to evaluate the effects of a trough system and substrate reuse on changes in the properties of raw rice husk and on fruit yield and quality for mini-watermelons at different stem training. To this purpose, two trials were conducted using nutrient solution recirculation systems. In the first, we evaluated the effects of pot and trough systems. In the second, first- and second-use substrates were compared in the trough system. In both trials, one and two-stem training systems were analyzed. The results of the first trial show that the trough system had a greater positive impact on substrate water holding capacity (WHC), which increased from 7.9 to 15.6%, while the pots increased substrate WHC only to 11.2%. However, both systems neither affected fruit yield (8 kg/m2 on average) nor fruit quality. The two-stem training promoted higher fruit yields (4.2 kg/plant) and contents of total soluble solids - TSS (11.4 oBrix) but did not affect average fruit weight. Moreover, the one-stem training provided higher fruit number (7.3 fruits/m2) and fruit yield (9.7 kg/m2). In the second trial, the reused substrate showed a higher WHC (12.4%) than the one used for the first time (9.9%). The reused substrate also provided better results in terms of fruit yield and quality (5.9 fruits/m2, 5.3 kg/m2, and 10.5 oBrix). In the second trial, two-stem training also increased average fruit weight, and hence yields per plant. Nevertheless, the stem number did not affect fruit number per plant, fruit yield per square meter, and fruit quality.O cultivo em vasos com substrato é uma técnica em expansão na produção de hortaliças, porém, para minimelancias, poucos estudos estão disponíveis. Este trabalho introduz o sistema de calhas preenchidas com substrato e com recirculação do lixiviado para esta cultura, como uma alternativa de baixo custo e menor impacto ambiental. Para que o sistema seja viável e possibilite boa produtividade e qualidade dos frutos, vários aspectos devem ser estudados, entre estes, as características físicas do substrato, a possibilidade de reutilizá-lo em cultivos sucessivos e o manejo adequado das plantas. O objetivo do trabalho foi estudar o efeito do sistema de cultivo e da reutilização sobre as alterações das propriedades do substrato de casca de arroz in natura, a produção e a qualidade de frutos de plantas de minimelancia cultivadas com diferentes números de hastes. Dois experimentos, empregando sistemas com recirculação da solução nutritiva, foram realizados. No primeiro, as plantas foram cultivadas em vasos e calhas. No segundo, foram comparados substratos de primeiro e segundo uso no cultivo em calhas. Em ambos os experimentos, foi estudada a condução das plantas em uma e duas hastes. Em relação aos resultados obtidos, no primeiro experimento, o sistema de calhas teve maior impacto positivo sobre as características físicas do substrato, cuja capacidade de retenção de água (CRA) passou do valor inicial de 7,9% para 15,6% ao final, enquanto que nos vasos se elevou a 11,2%. Porém, os sistemas não afetaram a produtividade, com média de 8 kg/ m2, e a qualidade dos frutos. As plantas de duas hastes apresentaram maior produção de frutos (4,2 kg/ planta), com maior conteúdo de sólidos solúveis totais - SST (11,4 oBrix), ainda que sem efeito sobre o peso médio. Porém, as plantas de uma haste apresentaram maior número (7,3 frutos/m2) e produção de frutos (9,7 kg/m2). No segundo experimento, o substrato de 2o uso apresentou maior CRA (12,4%) que o substrato novo (9,9%) e proporcionou melhores resultados de produtividade e qualidade para a maioria das variáveis estudadas, obtendo-se 5,9 frutos e 5,3 kg/m2, com SST de 10,5 oBrix. As plantas de duas hastes tiveram resultados melhores de peso médio de frutos e, consequentemente, de produção por planta do que as plantas de uma haste, sem efeitos sobre o número de frutos/planta, o rendimento por m2 e a qualidade

Use and response to phosphorus by potato clones in two cropping systems

The selection of potato plants (Solanum tuberosum L.) that are efficient in the use of phosphorus (P) plays an important role in increasing crop productivity, reducing the cost of production due to the high price of phosphate fertilizers, as well as reducing the pollution of the environment due to the better use of the applied fertilizers. The objective of this work was to compare the method of selection of potato clones for the efficiency of use and response to P between in vitro and off - soil systems with the use of sand as substrate. To that end, potato clones SMIC 148-A, Dakota Rose, SMINIA 793101-3, SMIB 106-7, SMIF 212-3, SMIJ 319-1 and P 150 were cultivated at low and high levels of P in the culture systems in vitro (1,935 and 19,346 mg P L-1) and off-soil (2.32 and 23.2 mg P L-1). The selection of potato clones using only as a criterion the accumulation of P under low nutrient level is not adequate, both in off-soil and in vitro cultivation. Clones selected as being more efficient in the use of P in in vitro cultivation do not prove to be necessarily more efficient in off-soil cultivation. No clone remains in the same classification group regarding the efficiency of use and response to P, based on the production of dry mass, in the two cropping systems

Produção de batata a partir de micropropagação e de minitubérculos sob níveis de fósforo em solução nutritiva/ Potato production from micropropagation and minitubers under phosphorus levels in nutrient solution

A batata (Solanum tuberosum L.) figura entre as principais hortaliças comercializadas no Brasil. Um fornecimento balanceado de nutrientes para essa cultura pode proporcionar maior absorção de P pelas plantas e conferir aumento de produtividade. Os sistemas hidropônicos e semi hidropônicos têm-se mostrado uma alternativa viável de produção por proporcionam maior controle dos nutrientes utilizados, por aumentar a oferta de batata semente de elevada sanidade aos bataticultores e permitem a utilização tanto de plantas provenientes da micropropagação quanto de plantas provenientes de tubérculos como material propagativo. No entanto, pouco se sabe até o momento, se a origem do material propagativo interfere na produção da planta. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de massa seca total de plantas de batata provenientes de micropropagação e de minitubérculos cultivadas em solução nutritiva com baixo e alto nível de fósforo em sistema de cultivo semi hidropônico. Foram conduzidos dois experimentos em casa de vegetação com os genótipos SMIC 148-A, SMINIA 793103-3 e as cultivares Asterix e Atlantic crescidos em solução nutritiva com baixo (2,32 mg P L-1) e alto (23,2 mg P L-1) níveis de P em cultivo semi hidropônico usando areia como substrato. Em baixo nível de P não é possível selecionar genótipos de batata quanto a produção de massa seca total independente da origem propagativa das plantas. A resposta da aplicação de P na massa seca total dos genótipos de batata foi definida pela origem propagativa das plantas

Diferentes concentrações de zinco no desenvolvimento de plantas de Phaseolus vulgaris L.

Objetivou-se com este estudo avaliar os efeitos da aplicação de solução nutritiva com concentrações crescentes de zinco (Zn) no desenvolvimento inicial e no teor de pigmentos de plantas de feijão cultivadas em condições de casa de vegetação. O experimento foi desenvolvido no Laboratório de Nutrição de Plantas (LNP) e em casa de vegetação pertencentes ao Departamento de Botânica da Universidade Federal de Pelotas (UFPel). A semeadura foi realizada em vasos preenchidos com areia média lavada. Sete dias após a emergência das plântulas foi aplicada, com intervalos de dois dias, solução nutritiva com quatro concentrações crescentes de Zn (2, 50, 75 e 100 µM), dispostas em um delineamento experimental inteiramente casualizado com quatro repetições, sendo cada uma delas composta por seis plantas. Aos 45 dias após a emergência das plântulas, avaliaram-se as seguintes variáveis: altura das plantas, diâmetro do caule, número de folhas, área foliar e comprimento de raiz, além do índice de pigmentos fotossintéticos. Com o aumento das concentrações de Zn verificou-se decréscimo significativo para as variáveis diâmetro do caule e comprimento de raiz, sugerindo que maiores concentrações de Zn podem influenciar negativamente no desenvolvimento das plantas de feijão. Os índices de clorofila e flavonoides apresentaram elevação com o aumento das doses de Zn. Esse efeito possivelmente está relacionado a uma reação estratégica da espécie, que visa minimizar o efeito tóxico das concentrações crescentes de Zn no desenvolvimento das plantas

Silicon reduces aluminum content in tissues and ameliorates its toxic effects on potato plant growth

ABSTRACT: Aluminum (Al) is highly toxic to plants, causing stress and inhibiting growth and silicon (Si) is considered beneficial for plants. This chemical element has a high affinity with Al. The aim of this study was to investigate the potential of Si to mitigate the toxic effects of Al on potato ( Solanum tuberosum L.) plants and assess whether this behavior is different among genotypes with differing degrees of sensitivity to Al. Potato plants of the genotypes SMIJ319-7 (Al-sensitive) and SMIF212-3 (Al-tolerant) were grown for fourteen days in nutrient solution (without P and pH 4.5±0.1) under exposure to combinations of Al (0 and 1.85mM) and Si (0, 0.5 and 1.0mM). After this period, shoot and roots of the two genotypes were collected to determine Al content in tissues and assess morphological parameters of root and shoot growth. Roots of both genotypes accumulated more Al than shoots and the Al-tolerant genotype accumulated more Al than the sensitive one, both in roots and in shoot. Furthermore, the presence of 0.5 and 1.0mM Si together with Al reduced the Al content in shoot in both genotypes and in roots of the Al-tolerant genotype, respectively. Si ameliorated the toxic effects of Al with regard to number of root branches and leaf number in both potato genotypes. Si has the potential to mitigate the toxic effects of Al in potato plants regardless of Al sensitivity